牟 丹

（山西省交通规划勘察设计院有限公司，山西 太原 030032）

引言

随着我国交通工程的快速建设，我国公路网已基本实现四通八达，铁路建设也紧随其后，大量山岭隧道已被修建［1］。隧道内部原岩开挖会导致周围岩土体的应力发生二次重分布，尤其当岩层为工程软岩时，由于软岩具有自身强度低、变形大、自稳和自承能力等特性而发生大变形；另外，山岭铁路隧道开挖经常采用爆破施工方法，难度大、干扰因素多，对围岩扰动较大，直接影响隧道围岩稳定性［2-4］。隧道周边岩体直接影响隧道开挖以后的稳定性以及衬砌设计的强度，因此，隧道围岩稳定性问题成为地下工程界亟待解决的难题之一。

由于岩石力学不断向深埋地下领域发展，尤其是隧道工程，这就对结构的数值模拟分析的精度有更高的要求。随着计算机技术的发展，一些有限元计算软件被广泛用于隧道数值模拟［5-7］，包括ANSYS、ABAQUS、Midas/GTS 以及有限差分软件FLAC3D。针对重庆某双线铁路隧道，初期支护采取锚喷联合支护，喷射层厚度为20 cm，锚杆长度3 m；二次衬砌采用复合式衬砌，厚度为40 cm。选取该隧道Ⅳ级深埋软岩段作为研究对象，根据现场实测数据可知，该段隧道在施工期间围岩发生较大变形，由于FLAC3D 更适用于解决隧道施工过程中的软岩大变形等非线性问题，因此，选用FLAC3D 有限差分软件来模拟该段隧道的三维动态开挖过程并对隧道循环施工过程中的围岩变形与受力特征进行分析。

1 工程概况

铁路隧道隧道全长910 m，起讫里程K500+082—DK500+992，地面高程约在520～710 m，相对高差约190 m 左右，隧道最大埋深约183 m。……